Dissertation / PhD Thesis/Book

PreJuSER-5439

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Reduktion der Chromfreisetzung aus metallischen Interkonektoren für Hochtemperaturbrennstoffzellen durch Schutzschichtsysteme

Trebbels, R. (Corresponding author)FZJ*

2009
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich
ISBN: 978-3-89336-591-3

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/12167

Abstract: Das Thema Erderwärmung hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Die ersten Auswirkungen der Erderwärmung sind nach Aussagen führender Experten schon deutlich spürbar. Zerstörerische Stürme, lang anhaltende Trockenperioden und sintflutartige Regenfälle sind in den letzten Jahren vermehrt aufgetreten. Dafür verantwortlich gemacht wird das Verbrennen fossiler Energieträger (Kohle, Öl, usw.). Der gesellschaftliche Wandel und die immer stärker steigende Bevölkerungszahl unterstützen diesen Prozess. Aus diesem Grund sind neue Technologien mit höheren Wirkungsgraden, schadstoffarme Energieumwandlung und CO$_{2}$-neutrale Energieversorgung gefordert. Die Brennstoffzellentechnologie erlaubt den Einsatz regenerativer Brennstoffe mit einer hocheffizienten Energieumwandlung. Mögliche Anwendungsbereiche für Brennstoffzellen können z.B. in der Bordversorgung (Auxiliary Power Unit (APU)) im Automobilbau, im gekoppelten Wärme-Kraft-Prozess bei Blockheizkraftwerken (BHKW) im Hausbau und in der industriellen Energieerzeugung, sein. Vor allem die Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit Feststoffelektrolyt (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) ist mit ihren weiten Einsatzmöglichkeiten dort angesiedelt. Diese eignet sich aufgrund der hohen Betriebstemperatur von 800 – 1000 °C für eine Vielzahl unterschiedlicher Brennstoffe (Erdgas, Benzin, Diesel). Wegen der hohen Betriebstemperaturen werden jedoch große Anforderungen (mechanische Stabilität, angepasste Ausdehnungskoeffizienten und Korrosionsbeständigkeit) an die verwendeten SOFC-Materialien gestellt. Zur Verringerung der Brennstoffzellenkosten haben sich in den letzten Jahren metallische Werkstoffe gegenüber Keramiken als Interkonnektorwerkstoffe durchgesetzt. Chromoxid (Cr2O3) bildende Stähle sind wegen ihrer guten Kombinierbarkeit mit den anderen Komponenten der Brennstoffzelle gut geeignet. Diese Stähle bilden jedoch unter Betriebsbedingungen kathodenseitig leichtflüchtige Chrom(VI)-Verbindungen, die an der Dreiphasengrenze (Kathode / Elektrolyt / Anode) zu unerwünschten Reaktionen führen. Diese chemischen Reaktionen verursachen Alterungserscheinungen in der Brennstoffzelle und gefährden die Langzeitstabilität. Diesen Alterungserscheinungen kann durch das Aufbringen von stabilen Schutzschichten auf den Interkonnektor oder durch die Senkung der Betriebstemperatur auf ca. 600 °C entgegen gewirkt werden.

Note: Record converted from VDB: 12.11.2012
Note: RWTH Aachen, Diss., 2009

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Contributing Institute(s):

1. Werkstoffstruktur und Eigenschaften (IEF-2)

Research Program(s):

1. Rationelle Energieumwandlung (P12)

Appears in the scientific report 2009

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Database coverage:

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